A位非化學(xué)計(jì)量對(duì)LSCF-GDC復(fù)合陰極結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性能的影響.pdf

1、固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)的極化損失主要發(fā)生在陰極反應(yīng)過程，因此SOFC的性能很大程度上取決于陰極材料性質(zhì)的優(yōu)劣。鈷基鈣鈦礦材料作為中溫固體氧化物燃料電池(IT-SOFC)中最有希望的陰極材料之一，其具有較高的氧離子擴(kuò)散系數(shù)和較好的離子-電子混合傳導(dǎo)率。但鈷基鈣鈦礦存在著中溫條件下催化活性降低較大，與氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(yttria-stabilizedzirconia，YSZ)電解質(zhì)高溫

2、下容易生成絕緣相雜質(zhì)等問題。非化學(xué)計(jì)量作為一種改善材料性能的方法已經(jīng)在許多方面得到證明。本文以鈣鈦礦材料La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)為研究主體，探究A位非化學(xué)計(jì)量對(duì)其材料性能的影響，并確定出最佳的計(jì)量比例;同時(shí)，以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)為主體，添加Gd2O3摻雜CeO2(Ce0.8Gd0.2O2，GDC)構(gòu)成復(fù)合陰極系統(tǒng)，并探究最優(yōu)復(fù)合比例;并用最佳計(jì)量比的LSCF與

3、GDC按最優(yōu)比例組成復(fù)合陰極，探索其性能。本論文所進(jìn)行的主要研究工作如下:
　　采取溶膠-凝膠法制備(La0.6Sr0.4)xCo0.2Fe0.8O3-δ(x=0.95～1.05)和Ce0.8Gd02O2-δ(GDC)。X-射線衍射(XRD)和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)測(cè)試其結(jié)構(gòu)，電化學(xué)阻抗譜(EIS)測(cè)試導(dǎo)電性能。結(jié)果表明:
　　(1)(La0.6Sr0.4)xCo0.2Fe0.8O3-δ(x=0.95～1.05)系列

4、樣品均呈現(xiàn)斜方鈣鈦礦，含少量雜質(zhì)SrCO3。FE-SEM測(cè)試表明適當(dāng)?shù)母淖儤悠返腁位化學(xué)計(jì)量數(shù)后，陰極依然保有較好的孔隙率，與電解質(zhì)連接良好。樣品(La0.6Sr0.4)1.05Co0.2Fe0.8O3-δ擁有最好的界面極化電阻，因而其具有最優(yōu)的電化學(xué)性能。
　　(2) LSCF-GDC復(fù)合陰極主要由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)相和立方螢石相組成;添加GDC均明顯抑制了LSCF晶粒的生長，增大了材料的孔隙率;GDC所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％時(shí)，陰極的界